一种新型并联运动振动筛主机构及其运动学分析

提出并设计了一种新型空间3自由度并联运动振动筛主机构,该机构的运动平台具有1个移动自由度和2个转动自由度,适合于物料筛分运动;建立了该机构的运动学正逆解数学模型,并建立了运动仿真模型,为今后对该并联运动振动筛进行尺度设计及运动控制等工作奠定了基础.     

一种新型并联运动振动筛主机构及其运动学分析

提出并设计了一种新型空间3自由度并联运动振动筛主机构,该机构的运动平台具有1个移动自由度和2个转动自由度,适合于物料筛分运动;建立了该机构的运动学正逆解数学模型,并建立了运动仿真模型,为今后对该并联运动振动筛进行尺度设计及运动控制等工作奠定了基础。     

机构拓扑学理论的基本思想与数学方法——从方法论角度回顾几种原创性理论与方法

机构拓扑学的核心内容包括:基于非逻辑思维提出的基本概念(拓扑结构、运动特征等),由基本概念导出的机构拓扑学基本公式,以及由逻辑推理提出的拓扑综合方法。基本概念及其数学表示,是引入/建立机构拓扑学可运算数学方法的依据(对螺旋理论与线性变换两种方法,是引入了线性运算方法;对位移子群方法,是建立了非线性符号运算方法;对方位特征集方法,是建立了线性符号运算方法);机构拓扑学的基本概念、基本公式和拓扑综合方法的主要特点具有对应性(由于螺旋理论与线性变换的线性运算与运动位置有关,又与定坐标系有关,结构综合得到瞬时机构,需进行非瞬时性判定;由于位移子群的非线性符号运算与运动位置无关,可得到非瞬时机构,但与定坐标系有关,且未能涵盖子流形机构;由于方位特征集的线性符号运算与运动位置无关,可得到非瞬时机构,又由于与定坐标系无关,得到机构存在的几何条件具有一般性)。总之,基于螺旋理论、线性变换与位移子群的三种方法都与定坐标系有关,属于代数学方法,而基于方位特征集的方法与定坐标系无关,属于内蕴几何学方法。因此,由非逻辑思维提出的基本概念及其数学表示是建立原创性机构拓扑学系统理论与方法的基石。     

基于方位特征的六自由度并联机构型综合

应用基于方位特征集的机构拓扑结构设计理论与方法,综合了10余种低耦合度六自由度并联机构的拓扑结构,给出了综合的过程与步骤,对机构结构进行了特性分析及分类。该方法几何与物理意义明确,所用数学方法简单,适用于无过约束机构和一般过约束机构的拓扑结构设计,且机构存在的几何条件具有一般性。     

3-R||R||C三平移并联机构的位置求解及静力学特性分析

对新型三平移并联机器人机构,进行了运动学分析和静力学分析,包括:运用矢量法求解了该机构的位置反解解析解,分析了该机构输出与输入的运动解耦性;运用基于序单开链法的一维搜索法求解了该机构的位置正解数值解;进一步地,采用力雅可比矩阵的方法对该机构进行了静力学分析,得到了输入力矩与输出外力的关系;最后运用MAT-LAB软件进行了运动学、静力学特性仿真分析.为该机构的结构设计与分析提供了理论基础.     

几何约束驱动的可重构位移子群建模理论

提出基于位移子群的构态重构理论模型,由此探讨约束驱动的空间变胞运动链连续衍生设计策略。通过结合机构构态含拓扑与功能两方面变化特性分析,定义变胞机构中可重构特性的内涵,并将其封装进变胞结构单元,即变胞单元,依据此构建空间运动链构态特性的约束模型,分别构建构态约束矩阵与构态约束特征图,分析约束驱动生成运动链群的构型思想。具体是通过分析子群元素组合对应的构态变化,讨论约束作用性质与子群组合规律,确定几何约束引导单元的交、并运算规则,得出子群约束模型理论,驱动构态方案变化时对应的约束规则与方案衍生过程。深入研究构态约束图对空间变胞链中的拓扑与功能特征尤其含自由度特征的作用机制及约束操作规则、子群运动子集的组合规律,使得变胞运动链的设计转化为子群构态约束特征中元素的改变问题,由此构建变胞机构的多构态结构模型向约束驱动几何模型映射的建模方法,为变胞运动链群的构型方案自动生成与设计提供理论支持。     

一种改进型三平移并联机器人运动仿真

在Delta机构的基础上,建立了一种改进型三平移并联机器人模型,基于软件C++Build-er结合OpenGL,实现了机器人的全部运动仿真。提供了一种方便简洁的用户界面,仿真速度快,精度高,机器人可平滑运动。用户可方便地控制机器人任意时刻的运动方向和运动状态。     

基于方位特征方法的串联机构型综合的计算机自动生成

研究了基于方位特征（POC）集方法的串联机构型综合的算法及其计算机自动化实现方法。建立了串联机构型综合的算法,提出了一种新的串联机构末端构件方位特征集移动/转动维数及方向的表述方法;详细说明了基于C语言的n-DOF串联机构型综合的算法及其程序自动实现过程;使用MATLAB设计该程序的界面,优化了该程序人机交互的友好性;以4-DOF串联机构型综合为例说明,该程序可自动生成理论上存在的10种1T3R、23种2T2R、85种3T1R串联机构构型。使用该程序进行串联机构型综合,仅需用户键入期望生成机构的方位特征集,即可自动生成符合预期要求的串联机构,操作简单、方便,具有较好的实用性。     

一种新型低耦合度非全对称三平移一转动并联机械手及其运动学分析

根据基于方位特征（POC）方程的并联机构拓扑设计理论和方法,分析了一种可实现三平移一转动输出运动的新型低耦合度的非全对称四自由度并联机械手2-RPaRSS,并完成其运动学建模与分析。首先,分析计算出该机构的耦合度(κ=1),给出了基于序单开链（SOC）的机构位置正解的建模方法及其数值解;其次,通过导出机构位置反解及算例,验证了正反解求解的正确性;再次,分析了该机构位置工作空间的形状大小及工作空间Z向各截面形状;然后,对机构的奇异位形进行了分析,得到其发生三类奇异的条件;最后,设计了该机械手样机的三维CAD模型。研究结果表明,2-RPaRSS机械手比H4、I4R、Cross-Ⅳ结构简单,且具有更大的工作空间和更好的动平台转动能力。     

基于单开链单元的三平移并联机器人机构型综合及其分类

以单开链支路为单元,揭示了并联机器人机构结构组成的某些规律,提出了三平移并联机器人机构型综合的一种系统、有效的新方法。型综合共得到33个机构,并进行了分类。其中29个机构为首次给出。提出的三平移并联机器人机构型综合方法具有普遍性意义,并已用于其他运动输出类型的欠秩并联机器人机构的型综合。